Multimedia in education (in Greek)

1. Δημιουργία μαθησιακού υλικού πολυμέσων και υπερμέσων

2. ΠΟΛΥΜΕΣΙΚΑ ΣΤΟΙΧΕΙΑ

3. Πολυμέσα- Υπερμέσα Πολυμέσα (multimedia) συνδυάζουν πολλαπλά μέσα (δηλαδή τρόπους αναπαράστασης και εκφοράς της πληροφορίας) σε μια ενιαία παραγωγή, σε μια ενιαία εφαρμογή. Υπερμέσα , δηλαδή εκείνες τις εφαρμογές που επέτρεπαν τη μη-γραμμική υπερσύνδεση ανάμεσα σε δύο μέσα. Σήμερα αυτή η διάκριση τείνει να γίνει λιγότερο σαφής

4. Πολυμέσα Κείμενο εικόνα ήχος βίντεο κινούμενη εικόνα

5. Διάκριση πολυμέσων Πολυμέσα τρόπος διάθεσης/διανομής της πληροφορίας Προασπελάσιμα /χρησιμοποιούμενα μέσω Διαδικτύου . οπτικοί δίσκοι κιόσκια χρήση των Εφαρμογών για ψυχαγωγία Εκπαίδευση (εγκυκλοπαίδειες, λεξικά) πληροφόρηση (ηλεκτρονικοί κατάλογοι προϊόντων, μουσεία, κλπ) Επιχειρηματικούς σκοπούς

6. Πολυμέσα Η διαθέσιμη πληροφορία σε μια πολυμεσική εφαρμογή μπορεί να προσπελαύνεται από τον τελικό χρήστη είτε γραμμικά (προκαθορισμένη διαδρομή χωρίς κανέναν έλεγχο από το χρήστη) είτε μη-γραμμικά (Αλληλεπιδραστικά) , χάρη στη διάδραση χρήστη-εφαρμογής (ο χρήστης δηλαδή καθορίζει τη σειρά πρόσβασης στο υλικό με βάση τις προσωπικές του προτιμήσεις).

7. Αλληλεπιδραστικά ή διαδραστικά πολυμέσα Τα αλληλεπιδραστικά ή διαδραστικά πολυμέσα αναφέρονται σε συστήματα που περιλαμβάνουν ένα επίπεδο αλληλεπίδρασης με το χρήστη, τουλάχιστον όσον αφορά στη ροή παρουσίασης του περιεχομένου και πάντα μέσα στα όρια που έχουν προβλεφθεί από το δημιουργό της πολυμεσικής εφαρμογής.

8. Αλληλεπιδραστικά ή διαδραστικά πολυμέσα Οι πολυμεσικές παρουσιάσεις ελκύουν και διατηρούν το ενδιαφέρον του χρήστη κυρίως λόγω των πολλαπλών αναπαραστάσεων της πληροφορίας που παρέχουν ακόμα και για τα ίδια δεδομένα, με συνέπεια την παράλληλη ενεργοποίηση περισσότερων της μίας αισθήσεων. Αποτελέσματα εμπειρικών μελετών έχουν δείξει ότι η χρήση του λογισμικού παρουσιάσεων κατά τη διδακτική πράξη σε σχέση με το συμβατικό τρόπο διδασκαλίας ενισχύει την αποτελεσματικότητα των μαθητών και τους παρέχει κίνητρα για μάθηση.

9. Αναλογικά και ψηφιακά μεγέθη

10. Αναλογικά και ψηφιακά μεγέθη Αναλογικά μεγέθη, συστατικά των πολυμέσων, είναι ο ήχος και η εικόνα. Μέχρι την εμφάνιση της ψηφιακής τεχνολογίας, ο ήχος και η εικόνα παράγονταν, μεταδίδονταν, αποθηκεύονταν και αναπαράγονταν μόνο με αναλογικό τρόπο. Ψηφιακό ονομάζεται ένα σήμα που αποτελείται από μια ακολουθία διακριτών (ξεχωριστών) τιμών. Συνήθως οι τιμές είναι κωδικοποιημένες στο δυαδικό σύστημα και εξαρτώνται από το χρόνο ή το χώρο.

11. Η διαχείριση αναλογικών μεγεθών στον υπολογιστή όπως ο ήχος και η εικόνα, απαιτεί την ψηφιοποίηση και κωδικοποίησή τους. Για να αντιληφθεί ο άνθρωπος τον ήχο ή την εικόνα όπως προκύπτουν από την επεξεργασία τους στον υπολογιστή, πρέπει να μετατραπούν πάλι σε αναλογικά σήματα. Τη διπλή διαδικασία μετατροπής του αναλογικού σε ψηφιακό σήμα και του ψηφιακού πάλι σε αναλογικό, την αναλαμβάνουν ειδικά κυκλώματα, οι ψηφιοαναλογικοί μετατροπείς (ADC, Analog to Digital Converters), όπως είναι οι γνωστές κάρτες ήχου και γραφικών. Αναλογικά και ψηφιακά μεγέθη

12. Ψηφιοποίηση αναλογικού σήματος Δειγματοληψία του σήματος. Από το άπειρο πλήθος τιμών του συνεχούς σήματος, κρατιέται μόνο ένα σύνολο διακριτών τιμών. Κβάντωση. Καθορίζονται οι διακριτές τιμές που επιλέγονται από τη δειγματοληψία.

13. Αφού επιλεχθούν οι τιμές, γίνεται η κωδικοποίησή τους στο δυαδικό σύστημα (0 και 1). Ψηφιοποίηση αναλογικού σήματος

14. Ήχος Ήχος είναι κάθε τι που ακούμε. Ο ήχος παράγεται από μια πηγή, διαδίδεται με τη βοήθεια ενός μέσου που συνήθως είναι ο αέρας και συλλαμβάνεται από το αυτί. Όταν ο αέρας ‘πάλλεται’, δημιουργούνται κύματα. Αυτά συλλαμβάνονται ως ήχος. Το πλάτος και η συχνότητα των κυμάτων διαμορφώνουν τα κύρια χαρακτηριστικά του ήχου.

15. Ο ήχος είναι ένα αναλογικό φυσικό μέγεθος, το οποίο για να διαχειριστεί ο υπολογιστής πρέπει να το μετατρέψει σε ψηφιακό σήμα με το κατάλληλο υλικό και λογισμικό. Ήχος

16. Η είσοδος του αναλογικού σήματος του ήχου στον υπολογιστή γίνεται από την κάρτα ήχου μέσω μικροφώνου ή αναλογικά ηχογραφημένου σήματος (line). Για να οδηγηθεί το ηχητικό σήμα στα ηχεία ή στα ακουστικά που είναι αναλογικές συσκευές, η κάρτα ήχου μετατρέπει το αντίστοιχο αρχείο σε αναλογικό. Ήχος

17. Η δειγματοληψία του σήματος γίνεται συνήθως στις συχνότητες 8000Hz , 11025 Hz, και 44100 Hz που δηλώνουν το πόσα δεδομένα λαμβάνει ο μετατροπέας ανά δευτερόλεπτο. Αποτέλεσμα είναι ο ψηφιακός ήχος που αποθηκεύεται στον υπολογιστή με τη μορφή κάποιου αρχείου.

18. Είδη & αρχεία ήχου – ή χος MIDI Το MIDI (Musical Instrument Digital Interface) είναι ένα πρότυπο που αναπτύχθηκε στις αρχές της δεκαετίας του 1980 για την επικοινωνία ανάμεσα στα ηλεκτρονικά μουσικά όργανα (synthesizers). Το MIDI παρέχει ένα πρωτόκολλο (οδηγίες) για μεταφορά λεπτομερούς περιγραφής ενός μουσικού κομματιού. Με MIDI περιγράφονται οι νότες, η ένταση του ήχου καθώς και το μουσικό όργανο που θα παίξει τις συγκεκριμένες νότες. Το MIDI δεν είναι ψηφιοποιημένος ήχος. Τα αρχεία mid αποτελούνται από εντολές.

19. Είδη& αρχεία ήχου – ψηφιακός ήχος audio , mp3, wav, κλπ: αποθηκεύεται ο πλήρης ήχος της πηγής. Κάθε αρχείο περιέχει πληροφορίες όπως το βάθος bit, τη συχνότητα δειγματοληψίας, τον αριθμό των καναλιών (μονοφωνικός, στερεοφωνικός, ήχος περιβάλλοντος) και τη συμπίεση.

20. Είδη& αρχεία ήχου – ψηφιακός ήχος Μέγεθος (ΜΒ) = = διάρκεια (sec) x συχνότητα δειγματοληψίας (Hz) x μέγεθος δείγματος (bit) Παράδειγμα 180 sec x 44100 Hz x 16bit = 127,008,000bit = 15,876,000byte = 15,14 MB μονοφωνικού ήχου, άρα 2 x 15,14 MB = 30,28 MB στερεοφ. ήχου

21. Είδη& αρχεία ήχου – ψηφιακός ήχος Τα αρχεία ψηφιοποιημένου ήχου καταλαμβάνουν συνήθως μεγάλο χώρο αποθήκευσης . Όσο καλύτερης ποιότητας είναι ο ήχος τόσο μεγαλύτερο χώρο καταλαμβάνει. Για παράδειγμα ένα τραγούδι 3 λεπτών γραμμένο σε μουσικό CD καταλαμβάνει περίπου 32ΜΒ. Η λύση στο πρόβλημα του χώρου δίνεται από τις τεχνικές συμπίεσης , που περιορίζουν το μέγεθος του απαιτούμενου αποθηκευτικού χώρου. Η πιο κοινή μέθοδος συμπίεσης είναι το πρότυπο MP3 . Με τη μέθοδο αυτή ο ήχος συμπιέζεται κατά 12.5 φορές. Έτσι το προηγούμενο τραγούδι σε μορφή αρχείου MP3 θα καταλαμβάνει αντί για 32 μόνο 2.5 ΜB .

22. Τύποι αρχείων ήχου

23. Γραφικά και Εικόνα Στους υπολογιστές οι εικόνες, τα εικονίδια, τα σχήματα, τα σχέδια και τα διαγράμματα χαρακτηρίζονται με τον όρο γραφικά (graphics). Τα γραφικά στην οθόνη μπορούν συνήθως να αλλάζουν μέγεθος, να χρωματίζονται, να γίνονται διαφανή, να τοποθετούνται μπροστά ή πίσω από άλλα αντικείμενα, ακόμα και να καθορίζεται το αν είναι ορατά ή αόρατα. Ανάλογα με τον τρόπο που περιγράφονται και αποθηκεύονται τα γραφικά στον υπολογιστή, διακρίνονται σε διανυσματικά (vector graphics) και χαρτογραφικά ή ψηφιογραφικά (bitmap graphics ).

24. Διανυσματικά γραφικά Συντίθενται από γεωμετρικά αντικείμενα (καμπύλες, σχήματα) που περιγράφονται με μαθηματικό τρόπο. Χαρακτηριστικό των διανυσματικών γραφικών είναι η αλλαγή του μεγέθους τους χωρίς αλλαγή της ποιότητας της εικόνας.

25. Χαρτογραφικά ή Ψηφιογραφικά γραφικά Το βασικό δομικό στοιχείο μιας ψηφιογραφικής (raster) εικόνας είναι η κουκίδα ή ψηφίδα ή αλλιώς εικονοστοιχείο (pixel) Μια ψηφιογραφική εικόνα αποτελείται από ένα αριθμό από κουκίδες. Χαρακτηριστικό των ψηφιογραφικών γραφικών είναι η αύξηση του κόκκου με τη μεγέθυνση της εικόνας.

26. Σύλληψη εικόνας Η σύλληψη εικόνας και η εισαγωγή της στον υπολογιστή σε ψηφιακή μορφή γίνεται με δύο τρόπους: Με τη χρήση σαρωτή (scanner) Με χρήση ψηφιακής φωτογραφικής μηχανής

27. Ποιότητα γραφικών Η ποιότητα μιας εικόνας εξαρτάται από την πυκνότητα των εικονοστοιχείων (ανάλυση εικόνας) και τον αριθμό των χρωμάτων της. Όσο μεγαλύτερη είναι η πυκνότητα των εικονοστοιχείων και όσο περισσότερα τα χρώματα, τόσο πιο ρεαλιστική είναι και η αναπαραγόμενη εικόνα.

28. Ανάλυση εικόνας Ανάλυση εικόνας (Image resolution)= πυκνότητα των εικονοστοιχείων Ανάλυση 72 ppi σημαίνει ότι περιέχει 72 pixels (πλάτος) x 72 pixels (ύψος) = 5.184 κουκίδες ανά τετραγωνική ίντσα. Παράδειγμα Εικόνα διαστάσεων 3x3 ίντσες με ανάλυση 72 ppi, έχει: 72 pixels (πλάτος) x 72 pixels (ύψος) x 3 x 3 = 46.656 pixels. Η ίδια εικόνα σε ανάλυση 300 ppi θα έχει 810.000 pixels.

29. Ανάλυση εικόνας

30. Αριθμός χρωμάτων Βάθος χρώματος (color depth)=ο αριθμός των bit που χρησιμοποιούνται για την αποθήκευση της πληροφορίας του χρώματος ενός pixel. Μεγάλο βάθος χρώματος σημαίνει πολλά διαθέσιμα χρώματα και πιο ακριβή χρωματική αναπαράσταση της ψηφιακής εικόνας. Παράδειγμα 1 bit: 2 χρώματα (π.χ. άσπρο, μαύρο) 8 bit: 28 = 256 χρώματα (απλά ικανοποιητικό) 24 bit: 224 = 1,677,7216 χρώματα (φωτορεαλιστικό)

31. Μέγεθος αρχείου ψηφιογραφικής εικόνας Μέγεθος (ΜΒ) = = (ανάλυση πλάτους) x (ανάλυση ύψους) x (βάθος χρώματος) Παράδειγμα (1024 x 768)pixels x 24bit = 786,432p x 24bit = 18,874,368 bit = 2,359,296 byte = 2,25 MB

32. Χρωματικά μοντέλα Το χρωματικό μοντέλο RGB εκφράζει το κάθε χρώμα σε συνάρτηση των τριών βασικών χρωμάτων, δηλαδή του κόκκινου, του πράσινου και του μπλε, από όπου έχει πάρει και το όνομά του (RGB). Το μοντέλο CMYΚ είναι ουσιαστικά το συμπληρωματικό μοντέλο του RGB. Σε αντίθεση με το RGB που χρησιμοποιείται στις οθόνες των υπολογιστών, το CMYΚ αναπτύχθηκε για τιςανάγκες των έγχρωμων εκτυπωτών.

33. Συμπίεση εικόνας Όπως και τα αρχεία ήχου, έτσι και τα αρχεία εικόνας καταλαμβάνουν μεγάλο αποθηκευτικό χώρο. Αυτό συμβαίνει ιδιαίτερα στα ψηφιογραφικά γραφικά. Έτσι για ένα γραφικό 800 x 600 εικονοστοιχείων (μέγεθος που καταλαμβάνει στην οθόνη) με βάθος χρώματος 24bit, χρειάζονται 1,44ΜΒ. Για την εξοικονόμηση αποθηκευτικού χώρου και τη γρήγορη διακίνηση των αρχείων στο Διαδίκτυο, εφαρμόζονται διάφορες τεχνικές συμπίεσης

34. Τα πρότυπα JPEG και GIF Το JPEG σχεδιάστηκε από την ομάδα Joint Photographic Expert Group σε συνεργασία με την Διεθνή Ένωση Τηλεπικοινωνιών. Πρόκειται ίσως για το σημαντικότερο και πιο αποτελεσματικό πρότυπο συμπίεσης εικόνας, Μπορεί να δώσει αρχεία μέχρι και 100 φορές μικρότερα από τα αρχικά. Το πρότυπο GIF (Graphics Interchange Format) συμπιέζει εικόνες με βάθος χρώματος μέχρι 8 bit (μέχρι 256 χρώματα). Είναι πολύ διαδεδομένο στις ιστοσελίδες.

35. Συνηθισμένοι τύποι αρχείων εικόνων

36. Συνηθισμένοι τύποι αρχείων εικόνων

37. Κάρτα γραφικών Η κάρτα γραφικών αντίστοιχα με την κάρτα ήχου είναι ένας ψηφιοαναλογικός μετατροπέας σήματος, και διαχειρίζεται ότι έχει σχέση με την εικόνα. Για να μην απασχολείται ο επεξεργαστής του υπολογιστή με τη διαχείριση της εικόνας, οι κάρτες έχουν δικούς τους επεξεργαστές που ονομάζονται και επιταχυντές . Κύριο χαρακτηριστικό της κάρτας γραφικών εκτός από τον επιταχυντή, είναι η μνήμη της

38. Οθόνες Η οθόνη αποτελεί το συνηθέστερο μέσο επικοινωνίας χρήστη και υπολογιστή. Στην οθόνη απεικονίζεται το τελικό αποτέλεσμα κάθε γραφικής αλλά και οποιασδήποτε εργασίας. Η εικόνα στην οθόνη αποτελείται από πλήθος εικονοστοιχείων (pixels). Όσο περισσότερα εικονοστοιχεία υπάρχουν στην οθόνη τόσο μεγαλύτερη είναι η ανάλυσή της και παρουσιάζεται καλύτερα η εικόνα.

39. Οθόνες καθοδικού σωλήνα Στο εσωτερικό της οθόνης τύπου καθοδικού σωλήνα υπάρχουν τρία πυροβόλα ηλεκτρονίων (κόκκινο, πράσινο, μπλε). • Η κάρτα γραφικών καθοδηγεί αυτά τα πυροβόλα, δημιουργώντας μια δέσμη που καταλήγει στην επιφάνεια του καθοδικού σωλήνα και τη σαρώνει για να σχηματισθεί το αποτέλεσμα.

40. Οθόνες υγρών κρυστάλλων Οι οθόνες υγρών κρυστάλων (Liquid Crystal Displays,LCD) βασίζουν τη λειτουργία τους στην κατάσταση υγρών κρυστάλλων, που αλλάζει ανάλογα με το ρεύμα που περνάει.

41. Βίντεο Η κινούμενη εικόνα μέσω βίντεο απαιτεί την παρουσίασηπολλών εικόνων – πλαισίων (frames) σε μια ακολουθία. Όσο πιο πολλές είναι οι διαδοχικές εικόνες, τόσο μικρότερη είναι η αλλαγή από τη μία στην άλλη και επομένως πιο ομαλή και συνεχόμενη είναι η κίνηση στην οθόνη. Το αναλογικό βίντεο απαιτεί την ψηφιοποίησή του για εισαγωγή στον υπολογιστή. Οι σύγχρονες βιντεοκάμερες είναι ψηφιακές και δεν απαιτείται η παραπάνω διαδικασία.

42. Ψηφιακό βίντεο: χαρακτηριστικά Συχνότητα δειγματοληψίας (sampling rate) Ταχύτητα διαδοχής πλαισίων (frame rate) Βάθος χρώματος (colour depth) Μέγεθος πλαισίου (frame size) Μέγεθος αρχείου = ταχύτητα διαδοχής πλαισίων(fps) x βάθος χρώματος(bit) x μέγεθος πλαισίου(pixels) x διάρκεια(sec) Παράδειγμα 25(fps) x 24(bit) x (600 x 400)(pixels) x 1(sec) =144,000,000bit = 18,000,000byte = 17,17MB

43. Συμπίεση βίντεο Τα μεγάλα αρχεία βίντεο συμπιέζονται με διάφορες τεχνικές συμπίεσης, γνωστές ως CODECs (compressor / decompressor),. Η πιο γνωστή τεχνική είναι η συμπίεση σύμφωνα με τον οργανισμό mpeg (Moving Picture Experts Group).

44. Χαρακτηριστικά CODECs

45. Κάρτα εισόδου ψηφιακού βίντεο

46. Κείμενο Το κείμενο (text) ήταν ο πρώτος τρόπος απεικόνισης της πληροφορίας σε υπολογιστή και παραμένει μέχρι σήμερα ο κυρίαρχος. Αναπαράσταση κειμένου ASCII (American Standard Code for Information Interchange)

47. Πρότυπα κειμένου Κωδικοσελίδες (character sets) του ISO Κείμενο Mark-up Δομημένο κείμενο Υπερκείμενο (Hypertext) Το πρότυπο Unicode περιέχει ~65,000 χαρακτήρες, που περιλαμβάνουν χαρακτήρες από όλες σχεδόν τις γλώσσες του κόσμου.

48. Τύποι Αρχείων Κειμένων

49. Λογισμικά Ανάπτυξης πολυμεσικών εφαρμογών E φαρμογές για κατασκευή παρουσιάσεων (PowerPoint, Impress κλπ) Εργαλεία Συγγραφής (Authoring Tools) π.χ. Director Authorware Flash Multimedia Builder

50. Βήματα για το σχεδιασμό και την παραγωγή πολυμεσικών εφαρμογών Ανάλυση Σχεδίαση Ανάπτυξη Έλεγχος Διανομή

51. Βιβλιογραφία Μικρόπουλος, Τ. Α. (2000), Εκπαιδευτικό Λογισμικό. Θέματα σχεδίασης και αξιολόγησης λογισμικού υπερμέσων , Αθήνα: Κλειδάριθμος Μικρόπουλος, Τ. Α. (2006), Ο υπολογιστής ως γνωστικό εργαλείο , Αθήνα: Ελληνικά Γράμματα Γιούνης, Α., Μικρόπουλος, Τ. Α., Μπέλλου, Ι. (2006), Δημιουργώ και μαθαίνω με τον υπολογιστή , Αθήνα: Κλειδάριθμος Κόκκας, Δ. (2005), Σεμινάριο Ενημέρωσης Διδακτικού Προσωπικού, Πρόγραμμα Αναμόρφωσης Προπτυχιακών Προγραμμάτων Σπουδών Γ.Π.Α